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公開番号2025016237
公報種別公開特許公報(A)
公開日2025-01-31
出願番号2023119377
出願日2023-07-21
発明の名称積込機械の制御装置、積込機械の制御方法および遠隔操作システム
出願人株式会社小松製作所
代理人弁理士法人志賀国際特許事務所
主分類E02F 3/43 20060101AFI20250124BHJP(水工;基礎;土砂の移送)
要約【課題】作業機を降ろしながら積込機械を自動旋回させるときに作業具が地面に接触する可能性を低減する。
【解決手段】積込機械の制御装置は、作業具を積込対象の上から積込対象の外側の目標位置まで移動させる自動制御時に、自動制御の開始時に作業機が向く方向から、作業機が目標位置を向く方向までの目標旋回角度に応じて、作業機の移動速度を決定する。制御装置は、決定した移動速度で作業機を移動させる信号を出力する。
【選択図】図5
特許請求の範囲【請求項１】
旋回中心回りに旋回する旋回体と、作業具を有する前記旋回体に取り付けられた作業機とを備える積込機械の制御装置であって、
前記作業具を積込対象の上から前記積込対象の外側の目標位置まで移動させる自動制御時に、前記作業機が前記目標位置を向く方向までの目標旋回角度に応じて、前記作業機の移動速度を決定し、
決定した前記移動速度で前記作業機を移動させる信号を出力する
積込機械の制御装置。
続きを表示（約 1,200 文字）【請求項２】
前記目標旋回角度は、前記自動制御の開始時に前記作業機が向く方向から、前記作業機が前記目標位置を向く方向までの旋回角度である
請求項１に記載の積込機械の制御装置。
【請求項３】
前記目標旋回角度が大きいほど、前記作業機の移動速度を遅くする
請求項１に記載の積込機械の制御装置。
【請求項４】
前記目標旋回角度が大きいほど、前記作業機の移動速度の上限値を小さくし、
前記目標位置に基づいて決定された前記作業機の目標姿勢と前記作業機の姿勢とに基づいて前記作業機の移動速度を計算し、
前記上限値に基づいて前記作業機の前記移動速度を制限する
請求項３に記載の積込機械の制御装置。
【請求項５】
前記旋回体の旋回角度と前記作業具の高さとの関係を示す関数であって、前記旋回角度が前記目標旋回角度と一致するときの前記作業具の高さが前記目標位置の高さに等しくなる関数を決定し、
前記旋回体の旋回角度と、前記作業具の高さと、前記関数とに基づいて、前記作業具の移動速度を決定する
請求項１に記載の積込機械の制御装置。
【請求項６】
前記旋回体の旋回速度と、前記旋回体の旋回角度と、前記作業具の高さと、前記関数とに基づいて、前記作業具の移動速度を決定する
請求項５に記載の積込機械の制御装置。
【請求項７】
前記関数は、前記作業具の高さが一定の第一区間と、前記作業具の高さが下方に移動する第二区間とを有し、
前記目標旋回角度に基づいて前記第一区間と前記第二区間との切り替わりのタイミングを決定する
請求項５に記載の積込機械の制御装置。
【請求項８】
旋回中心回りに旋回する旋回体と、作業具を有する前記旋回体に取り付けられた作業機とを備える積込機械の制御方法であって、
前記作業具を積込対象の上から前記積込対象の外側の目標位置まで移動させる自動制御時に、前記作業機が前記目標位置を向く方向までの目標旋回角度に応じて、前記作業機の移動速度を決定するステップと、
決定した前記移動速度で前記作業機を移動させる信号を出力するステップと
を有する積込機械の制御方法。
【請求項９】
旋回中心回りに旋回する旋回体と、作業具を有する前記旋回体に取り付けられた作業機と、遠隔地の表示装置と操作装置とを備える積込機械の遠隔操作システムであって、
前記作業具を積込対象の上から前記積込対象の外側の目標位置まで移動させる自動制御時に、前記作業機が前記目標位置を向く方向までの目標旋回角度に応じて、前記作業機の移動速度を決定し、
決定した前記移動速度で前記作業機を移動させる信号を、前記積込機械に出力する
遠隔操作システム。

発明の詳細な説明【技術分野】
【０００１】
本開示は、積込機械の制御装置、積込機械の制御方法および遠隔操作システムに関する。
続きを表示（約 2,000 文字）【背景技術】
【０００２】
特許文献１には、積込機械の自動制御において、積込対象と作業具とが干渉しないように、作業具を掘削点へ移動させる技術が開示されている。特許文献１に記載の技術によれば、旋回中に、作業機の高さが掘削位置より少し上方の旋回終了位置まで作業具を下げ、旋回終了後に作業具を下すことで、作業具が地面を擦りながら旋回することを防ぐことができる。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００３】
特許第７１４４２５２号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００４】
一方で、地面は必ずしも平坦ではないため、作業具の高さを掘削位置より少し上方に維持して旋回すると、地面の突出部分に作業具が触れる可能性がある。
本開示の目的は、作業機を降ろしながら積込機械を自動旋回させるときに作業具が地面に接触する可能性を低減することができる積込機械の制御装置、積込機械の制御方法および遠隔操作システムを提供することにある。
【課題を解決するための手段】
【０００５】
本開示の第１の態様によれば、積込機械の制御装置は、旋回中心回りに旋回する旋回体と、作業具を有する前記旋回体に取り付けられた作業機とを備える積込機械の制御装置であって、前記作業具を前記積込対象の上から前記積込対象の外側の目標位置まで移動させる自動制御時に、前記自動制御の開始時に前記作業機が向く方向から、前記作業機が前記目標位置を向く方向までの目標旋回角度に応じて、前記作業機の移動速度を決定し、決定した前記移動速度で前記作業機を移動させる信号を出力する。
【発明の効果】
【０００６】
上記態様によれば、作業機を降ろしながら積込機械を自動旋回させるときに作業具が地面に接触する可能性を低減することができる。
【図面の簡単な説明】
【０００７】
第一実施形態に係る積込機械の構成を示す概略図である。
第一実施形態に係る運転室の内部の構成を示す図である。
第一実施形態に係る制御装置の構成を示す概略ブロック図である。
第一実施形態に係る第一旋回における積込機械の動きの例を示す図である。
第一実施形態に係る第二旋回における積込機械の動きの例を示す図である。
第一実施形態に係る制御装置による第一旋回制御を示すフローチャートである。
第一実施形態に係る制御装置による第二旋回制御を示すフローチャートである。
第一実施形態に係る制御量関数の例を示す図である。
第一実施形態に係る制御量の上限値の例を示す図である。
第二実施形態に係る目標旋回角度と作業機の目標軌跡の例を示す図である。
第二実施形態に係る目標旋回角度とバケットの相対角度の例を示す図である。
第三実施形態に係る目標旋回角度と作業機を下げるタイミングの例を示す図である。
【発明を実施するための形態】
【０００８】
〈第一実施形態〉
以下、図面を参照しながら実施形態について詳しく説明する。
【０００９】
《積込機械１００の構成》
図１は、第一実施形態に係る積込機械１００の構成を示す概略図である。
積込機械１００は、施工現場にて稼働し、土砂などの施工対象を掘削し、荷としてダンプトラックなどの積込対象Ｔのベッセルなど荷台に積み込む。積込機械１００の例としては、フェイスショベル、バックホウショベル、ロープショベルなどが挙げられる。また積込機械１００は電動駆動するものであってもよいし、油圧駆動するものであってもよい。第一実施形態に係る積込機械１００は、バックホウショベルである。積込機械１００は、走行体１１０、旋回体１２０、作業機１３０及び運転室１４０を備える。積込対象Ｔの例としては、ダンプトラック、ホッパなどが挙げられる。
【００１０】
走行体１１０は、積込機械１００を走行可能に支持する。走行体１１０は、左右に設けられた２つの無限軌道１１１と、各無限軌道１１１を駆動するための２つの走行モータ１１２を備える。走行体１１０は、支持部の一例である。
旋回体１２０は、走行体１１０に旋回中心回りに旋回可能に支持される。
作業機１３０は、油圧により駆動する。作業機１３０は、旋回体１２０の前部に上下方向に駆動可能に支持される。
運転室１４０は、オペレータが搭乗し、積込機械１００の操作を行うためのスペースである。運転室１４０は、旋回体１２０の左前部に設けられる。
ここで、旋回体１２０のうち作業機１３０が取り付けられる部分を前部という。また、旋回体１２０について、前部を基準に、反対側の部分を後部、左側の部分を左部、右側の部分を右部という。
（【００１１】以降は省略されています）

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